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潛力巨大 iPhone X的3D攝像頭能應用在各行各業
【摘要】使用3D掃描攝像頭來解鎖手機？這簡直是殺雞用牛刀。
人臉識別就要取代指紋識別了嗎？看過iPhone X的發布之後，不少人都產生了這樣的疑問。要知道，是蘋果讓指紋識別成為智能手機的標配功能。而現在，他們正打算用一種新的身份認證方式取而代之。
蘋果的Face ID人臉識別技術不僅擁有超高的關注，也遭遇了媒體對其安全性和實用性的質疑。但作為蘋果的技術產品，遭受質疑顯然是家常便飯，這也無法否定Face ID所蘊含的巨大潛力。在蘋果打頭陣之後，未來也將有更多手機廠商在自己的產品中加入人臉識別功能。
可以看出，蘋果肯定是花了大力氣才開發出Face ID的，甚至不惜為此給iPhone X剪出一個難看的劉海。作為一個擁有如此高技術含量的功能，隻用來解鎖手機、支付認證和生成動畫表情實在是有點大材小用了。那除了這三種用途之外，蘋果的這套人臉識別未來還能用在其他哪些方麵？本文就將對此開一開腦洞。
前車之鑒
雖然蘋果對Face ID的能力頗有自信，但他們之前其實已經有不少廠商都嚐試了人臉識別，但都無一例外地失敗了。
作為iOS最大競爭對手，Android 早在2011年的時候就加入了人臉識別解鎖功能，但這套係統隻用一張照片就能被輕鬆騙過。即便穀歌後來對其進行了升級（Face Unlock），要求用戶在解鎖時眨眼，會點Photoshop的人也能輕鬆繞過這個限製。
當然，相比僅在軟件層麵工作的Face Unlock，蘋果可是專門為Face ID設計了一套攝像頭和傳感器係統的，因此後者在技術上的複雜程度是相當高的，表現自然也會更高。
阿裏巴巴也有一套人臉識別係統，它的遭遇也不怎麼好。在2015年，Popular Science作者Dan Moren用一段自己眨眼的視頻就騙過了這套係統，因為它同樣不能檢測景深。
其實景深感應麵部識別係統也並不完美。同樣是在2015年，柏林的SR Labs實驗室使用麵部石膏模具製作出的模型騙過了微軟的Windows Hello人臉識別係統。目前都不少筆記本都支持Windows Hello，它們所使用的紅外景深感應攝像頭也和蘋果類似。
SR Labs並未公布他們的模型使用了哪種材料，但創始人Karsten Nohl指出他們的確模擬了皮膚的反光屬性和麵部形狀，並稱“這絕對比偽造指紋難得多”。
蘋果在發布會上提到，他們在相關問題上麵與高端麵具製造商，來避免Face ID被仿真麵具所欺騙。但最終成效如何，這我們並不得而知。此外，安全專家也很關心3D打印是否能夠騙過Face ID。在iPhone X問世之後，相關的測試應該會非常多。
人臉識別的基本原理
人臉也是一種生物識別特征，也可以說是一種可測量的生物學特征。在目前，在安全領域已被廣泛應用的生物識別特征包括指紋、語音和虹膜。
在工作時，所有的生物識別認證係統基本上都會對兩套複雜的模型進行對比，並計算出它們的相似程度。這些模型可以是你聲音中的波形、指尖細小的溝壑、虹膜的彩色結構、或者是麵部特征。
在設置一套生物識別係統的時候，計算機——比如智能手機中的處理器——會捕捉並保存掃描到的模型，這也就是所謂的模版或“登記圖像”。隨後當你想要訪問這台設備時，就必須向計算機呈現一個“驗證圖像”。
由於拍攝條件的不同，登記和驗證圖像不可能是完全相同的，因此你的手機會使用一個閾值來判斷兩者是否存在明顯不同。舉個例子，如果對比評分在0.7，那麼係統可能會通過驗證。
但這個最低分數是沒有固定值的，如果你隻是想要解鎖手機，手機廠商所設定的分數可能相對較低，在0.5或者0.6左右。可如果是大金額的支付交易，那閾值可能會提高到0.9。
為了實現人臉識別，蘋果開發了一套名為TrueDepth的攝像頭係統。TrueDepth由點陣投影器、紅外鏡頭和泛光感應元件所組成，三者可協同建立一張“細節豐富的麵部景深圖”，來瞬間識別用戶身份。
在工作時，TrueDepth的點陣投影器會將3萬多個肉眼不可見的光點投射在你的麵部，用以繪製出麵部圖像。隨後，紅外鏡頭會對點陣投影儀所繪製的點陣圖案進行不去，並將數據發送至A11仿生芯片當中進行比對。如果用戶身處弱光環境當中，泛光感應元件會發射肉眼不可見的紅外光來照亮你的臉。這樣一來，光線條件的好壞也就不會影響到識別功能。
未來應用
可以看出，蘋果在這套人臉識別係統上傾注的心血肯定是要比Touch ID更多的。但是就目前而言，TrueDepth攝像頭的用途還僅限於解鎖手機、支付認證和生成Animoji動態表情，並且後者給人的感覺相當雞肋。
相比功能單一的指紋識別，人臉識別的發展前景顯然要大得多。除了解鎖手機之外，蘋果的Face ID，或者更寬泛的說，它背後的3D掃描技術，其實還能被應用在這些領域：
遊戲
微軟在2009年發布了Xbox的體感外設Kinect。而現在，蘋果把它放進了iPhone X當中。
微軟原版Kinect是由以色列技術公司PrimeSense所設計的，其工作方式是將紅外點所組成的網格投射到場景當中，然後使用紅外攝像頭進行檢測，並通過特殊處理芯片計算景深信息。
聽上去是不是很熟悉？ 沒錯，Face ID的工作方式和Kinect非常相似，這是因為蘋果在2013年收購了PrimeSense。當然，蘋果肯定也在此基礎上進行了大量的軟硬件工作。
如果說TrueDepth攝像頭係統實際就是一部Kinect，那這是不是意味著我們今後可以拿iPhone X來玩體感類呢？假設蘋果向第三方應用開放接口，這種可能性從技術角度來看的確是存在的。
醫療
除了用來進行身份識別之外，3D掃描技術或許還可以幫助醫療專業人士發現能夠反映身體疾病的身體特征。在神經網絡和機器學習技術的幫助下，應用程序說不定就能通過麵部甚至全身掃描來發現健康問題。
如果把麵部識別（或者全身識別）應用到醫療領域，那對於緩和醫院負擔以及簡化預約流程肯定是有所幫助的。但問題在於，你是否會想要讓攝像頭和傳感器幫你看病呢？
除此之外，在存儲患者信息時，醫院也可以使用照片取代傳統用戶名和密碼，讓這些隱私信息以一種更加安全便捷的方式被存儲和管理。
廣告
營銷者和廣告商也能利用到麵部識別技術。舉個例子，如果係統識別出用戶是12-21歲的男性，就會顯示最新電子遊戲的廣告。如果對象是年輕女性，則會更多地投放護膚品和服裝方麵的廣告。
雖說這樣做對於用戶隱私顯然是一種侵犯，但話說回來，我們之所以會討厭廣告，主要是因為是品質低劣或內容毫無興趣的廣告存在。如果廣告本身製作精良，觀看它們也可以說是一種享受。
廣告商總是希望向用戶投放更具針對性的廣告，而人臉識別係統或許可以幫助他們進一步實現這一點。
刑偵
視頻監控係統目前的普及程度已經相當之高了，麵對全球日益嚴峻的安全形勢，麵部識別係統或許可以進一步發揮監控係統的威力。
還記得2013年的波士頓馬拉鬆爆炸案嗎？警方當時表示，麵部識別軟件並沒能幫助他們識別兩名恐怖分子Dzhokhar和Tamerlan Tsarnaev。這兩兄弟在公共記錄數據庫當中都有自己的記錄，也在現場被攝像頭拍到。但由於拍攝距離較遠，且兩人都戴著墨鏡和帽子，這給識別製造了不小的難度。
可如今4年過去，人臉識別技術也得到了大幅進步。劍橋大學最近就開發了一套新的麵部識別架構，可以對被故意遮擋（戴假胡子、圍巾或墨鏡）的人臉進行識別。雖然準確率還不是特別高，但依然可以用來幫警方縮小偵查範圍。
值得一提的是，Face ID所發射的紅外線可以穿透大多數墨鏡，因此用戶戴著墨鏡也能進行身份識別。
在線交友身份檢查
在線交友類的應用如今非常火爆，單身狗可以在上麵排解寂寞，甚至是找到真愛也說不定。但是，這類服務在驗證用戶身份信息方麵總是存在困難。你以為跟你聊得火熱的的一位妙齡少女，但見麵之後很有可能大罵什麼鬼。
可如果整合人臉識別技術的話，在線交友平台就可以對用戶填寫的信息進行更加精準的審核。想要在年齡、身高甚至性別上作假，這應該會變得越來越困難。
銀行服務
在iPhone X上，Face ID將取代Touch ID進行移動支付時的身份認證。但人臉識別技術在金融領域應該更有作為才對。
銀行在為客戶辦理業務時，身份核對是最為重要的環節之一。在目前，身份核對的主要方式還停留在銀行員工根據證件進行肉眼核對上麵。但和其他任何有人類參與的工作一樣，這種方式很容易出錯或被人鑽空子。而有了人臉識別技術的幫助，銀行在進行身份核對是的準確度就更有保證了。
此外，銀行也可以對ATM所安裝的攝像頭進行升級，為其加入對於人臉識別的支持。我們都知道，隻要你拿著銀行卡並且知道密碼，就可以在ATM機上取錢或轉賬，這當中存在的安全風險是不言而喻的。可如果多了人臉識別這個步驟，你的財產安全顯然能夠得到更大的保護。
總結
指紋識別從問世到普及隻用了4年時間，那麼人臉識別（或者說3D掃描）技術需要多久？這我們還無法給出答案。
但可以看出，3D掃描技術所擁有的發展前景要比指紋識別大得多，如果其他技術以及硬件廠商快速跟進，我們的生活可能很快就會進入刷臉的時代了。
最後更新：2017-10-08 22:09:38